一、 前言

本公司模具數控加工技術的應用始于80年代初，多年以來積累了豐富的數控編程及加工經驗。但近年來，隨著計算機技術、編程軟件技術、高速加工技術等數控相關技術的快速發展，以及我們投巨資引進的十余臺大型高速數控加工中心，迫切需要一種既能快速、安全編程，又簡單易學、易用的編程方式。POWERMILL軟件就是在基于這種要求下于2002年引進的。剛開始使用該軟件時總要重復地輸入很多參數，容易出錯，編程質量主要取決于編程員個人的軟件熟練程度及編程經驗。經過一段時間的摸索后，我們利用該軟件二次開發環境開放性好的特點，逐步生成了很多實用性很強的綜合編程軟件系統與實際加工狀況的編程方式宏程序數據庫，這些宏程序通過近兩年的不斷完善和更改，現已得到廣泛地應用。以下分別對于宏程序數據庫的開發方式以及利用該數據庫進行數控編程的基本過程進行簡單介紹。

二、各類宏程序參數庫的構建方式

1. 宏程序的生成。所謂宏程序的編制就是通過軟件所提供的宏命令記錄工具將編程過程中需經常性輸入的大量參數或命令轉化成簡單的單一命令。宏程序生成后對應的就是一文本文件，可以使用文本編輯器進行修改。使用宏程序可以快速地將編程加工規范及個人的編程加工經驗融合成一標準文件并加以推廣應用。宏程序的紀錄比較靈活，任何人都可以隨時記錄隨時使用，也可以利用編輯器進行編輯組合，在編輯紀錄過程中一定要注意程序順序的邏輯性，不同加工策略之間的加工參數不能互相影響，必要時應用重置表格（reset）命令將軟件參數恢復到開機狀態。

2.加工模板庫的構建。POWERMILLv4.5版本以后提供了加工模板的概念。刀具路徑模板是通過在標準的刀具路徑策略表格中填寫上有關數值，然后將此策略以模板形式保存供將來使用的一種模板文件。將加工模板及相應的圖標放置在軟件的固定路徑下，就可以在軟件界面中按普通命令直接打開使用，也可以用宏程序調用模板。根據需要靈活組合加工模板或宏程序參數的調用方式，可以有效地降低宏程序的復雜程度，便于更改。

4. 加工機床庫的構建。首先要在造型軟件中將所要仿真的機床主要結構件按尺寸構造出來。并將該機床圖形按運動部件進行分解后，單獨存盤形成*.dmt(一種圖形符號文件)格式文件。然后考慮機床的結構特點，確定機床各個運動軸的相對運動關系及運動次序，確定各軸的運動范圍，各運動部件的顏色等，這些也是利用一種特定的編程語言格式使用文本編輯器定義的。在此不再詳述。

三、利用知識庫進行程序編制的一般過程

1) 數字化模擬機床的調用。選中數據庫的機床庫菜單，系統則將全部本公司的機床頭庫調入，選中合適的機床及參考坐標系，屏幕中即可顯示進入加工準備狀態的機床，利用此數字化機床可進行加工仿真模擬及碰撞干涉檢查。

2) 刀具庫的調用。選中數據庫的刀具庫菜單，在系統中會自動生成編程加工時常用的帶刀夾的系列刀具。注意這些刀具與宏程序中的刀具選取是一一對應的，因此在利用宏程序編程前必須首先調入刀具庫，且刀具的名稱不能隨意更改。

從刀具庫中調入系列刀具

3) 宏程序的使用。在調入刀具庫后，先選擇加工坐標系并確認合理的加工毛坯后，就可以利用宏程序庫，選擇適當的加工方式，進行數控程序的批處理定義。見圖10。對于每一個宏程序參數的90%都已預設完成，一般情況下，編程者只需按如下幾步操作：

宏程序的使用

4) 輪廓宏程序的使用。輪廓宏程序是根據我公司的編程加工習慣，通過一個指令生成從粗加工到精加工，從Ф40刀具到Ф4刀具等全部輪廓程序的組合宏程序。使用該宏程序與以往編程方式相比，編程效率提高90%以上，編程原因失誤發生率減少100%。使用該宏程序必須注意：

①． 所用參考線必需是零件真實理論輪廓線，已考慮任何間隙、料厚等。
②． 所用參考線必需是開放輪廓，針對封閉輪廓要在起刀點人為設定0.01mm的間隙。
③． 保證該線的方向為加工順銑方向。
④． 臨時更改所用參考線的名稱為"8888"。

輪廓宏程序的使用

2. 將計算后的程序進行細節編輯整理：將程序重新規劃分區，分區原則：（1）、使用長、短刀分區加工。（2）、陡峭區、平坦區分開加工。（3）、考慮加工擺角的可行性。（4）、不同區域的型面特點采用不同的加工方式。

3. 仔細檢查刀具路徑存在的合理性，裁剪空走刀路及無用刀路，過濾過于細碎的軌跡，減少抬刀次數。可試用宏參數庫中的"細碎程序清理"命令。

4. 數控程序的切削仿真：使用切削仿真工具，真實模擬毛坯材料的切除過程，檢查毛坯材料的瞬間切除體積率，即時反映刀具切除材料量的大小，對于異常增大區的加工軌跡進行優化更改。

5. 數控軌跡動態模擬、仿真：快速模擬刀具路徑的走刀過程，檢查刀具路徑的走刀方向、走刀次序的合理性。還可以從機床庫中調入模擬機床，真實反映機床的運動過程，檢查機床與工件有無運動干涉等。

6. NC程序及加工指導書的快速生成與傳遞
1) NC程序的生成。
NC加工項目應存盤于：\（SX）模具圖號零件號及零件名稱（即加工項目名稱）。注：若加工泡沫實型，應在模具圖號前加SX以示區別。

利用用宏程序中的激活坐標系輸出、編程坐標系輸出等功能選項，選用正確的坐標系輸出方式，系統會自動生成ncprograms文件夾，則該零件的全部NC程序自動保存于\(SX)模具圖號零件號及零件名稱 cprograms中。

2) 加工指導書的生成。

• 數控程序在表單輸出前必須進行刀夾干涉碰撞檢查，目的是：（1）檢查程序分區的合理性。（2）通過自動伸出刀長，在說明書中列出詳細的刀具、刀夾信息（目前只限于型面程序的參考刀具、刀夾信息）。

• 編輯程序單：生成表單前，為方便識別最好將模型顏色改成灰色。利用宏程序中的程序表單選項，填寫文件位置、模具圖號等內容后將加工指導書保存在：\（SX）模具圖號零件號及零件名稱html（名稱最好固定為html，一是可以用Powermill將加工項目及表單同時打開，二是便于統一管理。對于程序更改或單一項目存在多個表單的情況，可增加符號以示區別，如htmlA、htmlB等）。
  
• 利用宏程序中的程序表單選項，自動輸出加工指導書，增加必要的輔助說明，如程序擺角極限說明，刀軸方向指示，程序分區示意圖，CH孔、壓印銷孔位尺寸等。

• 根據編程零點繪制加工對刀示意圖，示意圖中一般包含一平面圖及一個剖視圖，將坐標位置或對刀尺寸完全表達清楚。最后將該示意圖插入表單中的首頁----對刀示意圖(即html文件夾中的html_Front.html文件)中，將原有圖形替換掉，確認存盤。
  
  
• 加工數據的傳遞。我們通過建立大容量的NC項目共享數據庫，替代目前所使用的NC程序庫。輸出時將直接輸出NC項目文件夾，每個NC項目將包含加工數模、刀具路徑、NC程序、對刀指示圖、詳細的程序說明書等全部加工信息，這樣可以方便地在任何一臺聯網計算機（包括數控現場）進行加工程序的更改、燒焊修補等工作，減小編程用計算機的硬盤容量壓力（較大的項目文件夾約500M）,便于編程數據的集中管理與備份，逐步實現機側編程的目的。
  
  下圖為編程項目文件夾典型結構示意圖。因目前服務器的容量有限，傳輸前通過拷貝、整理原始文件夾，只將NC程序、程序表單、加工示意圖、刀軌文件等陰影區內容放入服務器，其他內容如加工數模、原始數據等不要放入。

• 項目數據庫的使用。
  通過加工指導書指明的項目路徑位置，在服務器中找到該項目文件夾。打開該圖號文件夾后可以看到若干以零件名稱及件號命名的文件夾----即加工項目文件夾。可利用Powermill軟件打開此加工項目，進行刀具軌跡的編輯、更改或重新計算。

四、結束語

使用宏程序進行編程時必需注意：該宏程序存在一定的片面性，不可能涵蓋數控編程的全面情況，實際編程時還需根據具體情況作一定的更改。另外數控編程宏程序參數庫必須不斷進行完善，使之與不斷更新的編程軟件系統、最新引進的高速加工機床、不斷總結優化的編程方式及工藝方法等相適應相匹配。通過近一年多的生產實踐，這種基于知識的編程方式使數控編程的整體水平有了很大的提高，編程效率提高40%以上，并使本公司CAM編程的智能化、自動化、專業化程度推到一個新的高度